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LADEBIO

Laboratórios de Desenvolvimento de
Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ

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Produção Científica: Dissertações de Mestrado

Efeito do Grau de Aeração na Produção de Xilitol por Bioconversão

Autora: Mônica Cavalcanti de Albuquerque Sá
Ano da Defesa: 1993
Orientador: Nei Pereira Jr., PhD
Programa: TPQB - Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da EQ/UFRJ
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Resumo

Este trabalho apresenta alguns aspectos da produção de xilitol por bioconversão. Inicialmente tratou-se da seleção de leveduras de melhor potencialidade para emprego na produção deste alditol a partir de D-xilose. Para tal estudo foi investigado o desempenho de 8 linhagens de Candida guilliermondii e 4 linhagens de Picha stipitis.

O critério de seleção foi baseado, principalmente, na análise de fator de rendimento de xilitol produzido por xilose consumida. Este produto permitiu eleger Candida guillermondii IM 50088 como sendo a maior produtora. Por outro lado, as linhas de Pichia stipitis apresentaram conversões de xilose em xilitol muito baixas e elevada capacidade de produzir etanol.

O desempenho de Candida guilliermondii IM 50088 também foi investigada em condições de crescimento, obtendo-se um valor para a velocidade específica de crescimento em xilose de 0,23 h-1. Após o esgotamento do substrato, a linhagem consumiu todo o xilitol acumulado durante a fase de utilização de D-xilose, exibindo uma velocidade específica de crescimento de 0,057 h-1.

Verificou-se, ainda, através da medida da atividade específica das enzimas xilose redutase e xilitol desidrogenase da linhagem selecionada, que a conversão de xilose e em etanol ocorre 10 vezes mas rápido do que a conversão de xilitol em xilulose, demonstrando ser esta última a etapa limitante do catabolismo de D-xilose.

Adicionalmente, no material citoplasmático de C. guilliermondii IM 50088, a enzima xilose redutase mostrou-se apenas NADPH dependente e xilitol desidrogenase NAD+ dependente, enquanto que com P. stipitis CBS 5774 essas enzimas abriram dupla especificidade para as coenzimas.

O grau de aeração em frascos cônicos agitados, contendo diferentes volumes de líquido foi quantificado indiretamente pelo parâmetro KLa. Este parâmetro foi correlacionado com as variáveis de resposta de fermentações conduzidas com diferente volumes de cultivo e com concentrações iniciais de D-xilose de 50g/L.

Os resultados foram que o fator de rendimento de xilitol por xilose consumida (0,81 g/g) é independente do grau de aeração, entretanto as taxas de conversão de substrato, crescimento e formação de xilitol são influenciadas pela disponibilidade de oxigênio no meio.

LADEBIO - Laboratório de Desenvolvimento de Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ